LoRa ~ „Long Range“ rádiové rozhraní pro IoT
FAQ: LoRa ~ „Long Range“ rádiové rozhraní pro IoT
Relativně nová technologie, která jde ruku v ruce se systémy internetu věcí IoT a infrastrukturou v průmyslové komunikaci zařízení M2M, je to další z nízkopříkonových bezdrátových síťových protokolů navržených pro levnou a zabezpečenou obousměrnou komunikaci v internetu věcí. Využívá pásmo do 1GHz a rychlost přenosu je potom od 0,3 kb/s do 50 kb/s.
Jde primárně o radiové rozhraní s následujícími vlastnostmi:
- Bezlicenční pásmo 868MHz (ovšem bez garance)
- Nízká přenosová kapacita <50kb/s, úzké přenosové pásmo s rozprostřeným spektrem
- Dosah spojení v krajině plošně až 10km
- Nejde o jedinou technologii pro IoT/M2M, tato je aktuálně převažující
- LoRa jako prostředek pro vlastní nezávislou (i na internetu) IoT síť
Ve spojení s LP-WAN ~ low power, typicky velmi dlouhá výdrž na baterii:
Infrastruktura:
- Provozujete autonomní síť koncových „nodů“
- Brána "gateway" jako prostředek pro LoRa komunikaci mezi RF částí a serverem (front end)
- Lze zprovoznit vlastní NMS kontrolér či aplikační server
- Dále jsou přímo podporovány IoT cloud služby Chirpstack, Loriot nebo MS Azure, Amazon Web services, The thing stack, atd.
Komunikace mezi koncovými prvky a bránami je rozložena na různá frekvenční pásma a přenosové rychlosti. Volba rychlosti přenosu dat je kompromisem mezi komunikačním rozsahem a délkou zprávy. Jednotlivé komunikační proudy s různými přenosovými rychlostmi spolu neinterferují (vzhledem k technologii rozprostřeného spektra) a vytváří sadu „virtuálních“ kanálů pro zvýšení kapacity brány.
Aby se maximalizovala životnost baterie koncového zařízení a celková kapacita sítě, síťový server LoRaWAN spravuje přenosovou rychlost a RF výstup pro každé koncové zařízení individuálně, prostřednictvím systému adaptivní rychlosti přenosu dat (ADR).
LoRaWAN rozlišuje několik tříd zařízení:
třída A – koncová zařízení podporují obousměrnou komunikaci (každý uplink je následovaný dvěma okny pro příjem dat)
třída B – mimo „vynucený“ downlink třídy A, otvírají zařízení této třídy mimořádná přijímací okna v nastavenou dobu
třída C – přijímací okna jsou otevřená téměř nepřetržitě a zavírají se pouze při vysílání
K čemu je to dobré když máme WiFi a 5G sítě?
- Plošné radiové pokrytí větších areálů a objektů
- Nízký příkon nodů a senzorů (návrh některých <10let na baterii)
- Autonomní bez nutného spojení s Internetem nebo mobilní sítí 4~5G
- Mnohem robustnější než WiFi
Příklady aplikací
- Plošné sledování provozních veličin v budovách firem a institucí (teplota, vlhkost, osvětlení, příkon AC)
- Senzory v krajině (stav vody, meteorologie, statistiky pohybu osob a vozidel) a zemědělství (vlhkoměry půdy, srážkoměry)
- Alternativa k „drátovým“ infrastrukturám Modbus (RS-485) ve skladech (BAR a RFID čtečky/brány), technická zařízení (monitoring)
Příbuzné aplikace v mobilním prostředí...
